KR20000064596A - Method and apparatus for processing low power pseudo random code sequence signal - Google Patents

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KR20000064596A
KR20000064596A KR1019980707272A KR19980707272A KR20000064596A KR 20000064596 A KR20000064596 A KR 20000064596A KR 1019980707272 A KR1019980707272 A KR 1019980707272A KR 19980707272 A KR19980707272 A KR 19980707272A KR 20000064596 A KR20000064596 A KR 20000064596A
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KR1019980707272A
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Korean (ko)
Inventor
피터 미카엘 렐프
Original Assignee
롤페스 요하네스 게라투스 알베르투스
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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    • H04B1/69Spread spectrum techniques
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Abstract

통신 시스템은 송신 수신 수단(12)을 구비한 제 1 스테이션(10)과, 송신 수단에 의해 송신된 메시지를 포맷하기 위한 수단, 및 하나 또는 그 이상의 제 2 스테이션(SS1, SS2)을 포함하는데, 하나 또는 제 2 스테이션 각각은 제 1 스테이션으로부터 메시지를 수신하기 위한 수신 수단과 의사 무작위 코드 시퀀스 형태로 신호를 송신하기 위한 수단을 구비하며, 상기 수신 수단은 제 1 스테이션에서 하나 또는 의사 무작위 코드 시퀀스 신호를 각각 수신하고, 디코드하며 동시에 검출하기 위해 채택된다. 디코드하고 동시에 검출하는 단계는 동시에 미리 결정된 코드 시퀀스와 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스의 디지털 표본을 곱셈함으로써 고속 푸리에 변환을 실행하는 단계를 포함한다.The communication system comprises a first station 10 having a transmission receiving means 12, means for formatting a message transmitted by the transmission means, and one or more second stations SS1, SS2, Each of the one or second stations has means for receiving a message from the first station and means for transmitting a signal in the form of a pseudo random code sequence, said receiving means being one or pseudo random code sequence signal at the first station. Are respectively received, decoded and detected simultaneously. Decoding and simultaneously detecting includes performing a fast Fourier transform by multiplying a digital sample of a predetermined code sequence and a received pseudo-random code sequence at the same time.

Description

저 전력 의사 무작위 코드 시퀀스 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치Method and apparatus for processing low power pseudo random code sequence signal

스펙트럼 확산 신호 또는 의사 무작위 코드 시퀀스 형태로서 신호를 송신하는 것의 유리한 점은 단일 반송 주파수에 대하여 여러 신호가 동시에 송신 될 수 있고, 각각의 신호가 수신된 신호의 코드 시퀀스 세트 애서의 각 코드를 비교나 EH는 곱셈을 하는 단계를 포함하는 상관 관계(correlation)같은 기술과, 푸리에 분석(Fourier Analysis)과 같은 기술을 사용해 검출된 각 신호에 대하여 시행 착오 적인 디스프레드(trial and error despread)처리에 의해 복구될 수 있다는 것이다.The advantage of transmitting signals in the form of spread spectrum signals or pseudo-random code sequences is that multiple signals can be transmitted simultaneously for a single carrier frequency, and each code is compared with each code in the code sequence set of the received signal. EH is recovered by trial and error despreading on each signal detected using techniques such as correlation, including multiplication steps, and techniques such as Fourier Analysis. Can be.

배타적이지는 않지만 본 발명의 특별한 응용은 예컨대 PCT 특허 명세서 WO96/14716에 공지된 형태, 즉 제 1 스테이션은 등록 요구 신호 또는/ 및 간단한 응답 신호를 메시지로 의사 무작위 코드 시퀀스 형태로 송신하는 제 2 스테이션에 메시지를 송신하는 것과 같은 수신 단말 확인 메시지 페이징 시스템이다. 제 1 스테이션에서, 수락 가능한 허용 범위 내의 세기를 갖는 수신된 확산 스펙트럼 신호는 그룹 형태로 처리 될 수 있다. 이러한 처리는 큰 코드 시퀀스의 세트 중에서 해당하는 코드 시퀀스를 수신된 신호에 정합 함으로써 신호를 디스프레드(despread)하는 단계와, 사용된 코드 시퀀스에 대한 결정을 하거나 푸리에 변환 기술을 적용함으로써 등록 신호 및/ 또는 응답 신호를 검출하는 단계를 필요로 한다. 두 단계에서 신호를 처리하는 것은 계산량이 많게 된다. 푸리에 변환의 시행되는 회수가 시스템 성능을 제한한다. 그러므로 예를 들어 1000개의 의사 무작위 코드 시퀀스를 처리하기 위해서 시스템의 성능을 제한하는 시간 벌칙(time penalty)이 있게 하거나, 또는 시간 벌칙이 감소되면 더 많은 프로세서 소비 전력을 요구한다. 시스템 동작자는 결국 각 의사 무작위 코드 시퀀스 처리에 상대적으로 긴 시간이 소모되므로 더 많은 동작 비용이나 추가적 설비비용, 및 의사 무작위 코드 시퀀스를 더 빨리 처리하기 위한 더 강력한 프로세서와 관련한 동작 비용에 직면하게 된다.Although not exclusively, a particular application of the invention is, for example, in the form known in PCT patent specification WO96 / 14716, ie a second station which transmits a registration request signal and / or a simple response signal in the form of a pseudo random code sequence in a message. Receive terminal acknowledgment message paging system, such as sending a message to. At the first station, received spread spectrum signals with strengths within an acceptable tolerance range may be processed in group form. This process involves despreading a signal by matching a corresponding code sequence from a set of large code sequences to a received signal, and registering a signal and / or by making a decision on the code sequence used or applying a Fourier transform technique. Or detecting a response signal. Processing the signal in both stages is computationally expensive. The number of implemented Fourier transforms limits system performance. Thus, for example, to deal with 1000 pseudo-random code sequences, there is a time penalty that limits the performance of the system, or when the time penalty is reduced, more processor power is required. System operators end up spending relatively long time processing each pseudo-random code sequence, which results in higher operating costs, additional equipment costs, and operating costs associated with a more powerful processor to process pseudo-random code sequences faster.

본 발명은 저 전력 의사 무작위 코드 시퀀스 신호(pseudo-random code sequence), 즉 의사 무작위 데이터 시퀀스를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 배타적이지는 않지만 특별한 응용으로는 셀룰러 전화 시스템, 휴대용 디지털 신호 처리 장치 및 수신 단말 확인 능력(answer back)을 구비한 디지털 페이징 시스템과 같은 원격 통신 시스템에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to methods and apparatus for processing low power pseudo-random code sequences, i.e., pseudo-random data sequences, and, although not exclusively, include cellular telephone systems, portable digital signal processing. A telecommunications system such as a digital paging system having a device and answering terminal answer back capability.

도 1은 데이터 메시지를 송신하기 위한 메시지 송신 시스템을 도시한 도면.1 illustrates a message transmission system for transmitting a data message.

도 2는 시스템 제어기 및 기지 스테이션 트랜시버를 포함한 제 1 스테이션의 블록도.2 is a block diagram of a first station including a system controller and a base station transceiver.

도 3은 제 2 스테이션의 블록도.3 is a block diagram of a second station;

도 4는 "버터플라이"를 도시한 도면.4 shows a "butterfly".

도 5는 고속 푸리에 변환(FFT)의 실행을 도시한 도면. 및5 illustrates execution of a Fast Fourier Transform (FFT). And

도 6은 입력 신호가 디스프레드 될 때, FFT의 출력을 주파수(f) 대 위상으로 도시한 그래프.6 is a graph showing the output of the FFT in frequency (f) versus phase when the input signal is despread.

도면에서, 동일한 참조 번호는 동일한 측정에 사용된다.In the drawings, the same reference numerals are used for the same measurement.

본 발명의 목적은 더 효과적인 방법으로 동시에 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스 신호의 처리를 용이하게 하는 것이다.It is an object of the present invention to facilitate the processing of pseudo-random code sequence signals received simultaneously in a more effective way.

본 발명의 첫 번째 측면에 따라, 송신 수신 수단을 구비한 제 1 스테이션과, 송신 수단에 의해 송신된 메시지를 포맷하는 수단과, 및 하나 이상의 제 2 스테이션을 포함하는 통신 시스템이 제공되는데, 상기 제 2 스테이션은 제 1 스테이션으로부터 메시지를 수신하는 수신 수단과, 의사 무작위 코드 시퀀스 형태로 신호를 송신하는 송신 수단을 포함하고, 상기 수신 수단은 제 1 스테이션에서 의사 무작위 코드 시퀀스를 수신하고 동시에 수신된 시퀀스를 디코드하고 검출한다.According to a first aspect of the invention, there is provided a communication system comprising a first station having a transmission receiving means, means for formatting a message transmitted by the transmitting means, and at least one second station. The second station includes receiving means for receiving a message from the first station and transmitting means for transmitting a signal in the form of a pseudo random code sequence, the receiving means receiving a pseudo random code sequence at the first station and simultaneously receiving the sequence. Decode and detect.

본 발명의 두 번째 측면에 따라, 최소한 상기 제 1 스테이션과, 의사 무작위 코드 시퀀스 형태 신호를 송신하기 위한 수단을 구비한 하나 이상의 제 2 스테이션을 포함한 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 스테이션이 제공되는데, 상기 제 1 스테이션은 송신 수신 수단과, 송신 수단에 의해 송신된 메시지를 포맷하기 위한 수단을 포함하고, 상기 수신 수단은 다수의 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스를 각기 수신하고, 디코드하며 동시에 검출하기 위해 채택된다.According to a second aspect of the present invention there is provided a first station for use in a communication system comprising at least the first station and at least one second station having means for transmitting a pseudo random code sequence form signal, The first station comprises transmitting receiving means and means for formatting a message sent by the transmitting means, the receiving means adapted to receive, decode and simultaneously detect a plurality of received pseudo random code sequences, respectively. do.

본 발명의 세 번째 측면에 따라, 다수의 동시에 발생하는 서로 다른 의사 무작위 코드 시퀀스 신호를 각기 구별하는 방법이 제공되는데, 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스를 동시에 검출하는 단계와, 디스프레드하는 단계를 포함한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for distinguishing a plurality of different simultaneous pseudo random code sequence signals, comprising simultaneously detecting a received pseudo random code sequence and despreading the same. .

본 발명은 고속 푸리에 변환(FFT) 실행 할 때에 있어서 만약에 곱셈 처리에서 사용되는 상수들에 대하여 디스프레드 할 필요성이 있는 것을 감안한다면, 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스에 대한 전체 처리량이 감소 될 수 있다는 사실에 기초한다.The present invention allows the overall throughput for received pseudo-random code sequences to be reduced, given the need to despread constants used in the multiplication process when performing Fast Fourier Transform (FFT). Based on.

동시에 의사 무작위 코드 시퀀스를 디코딩하고 검출하는 컴퓨터 시뮬레이션은, 이러한 방식으로 이러한 신호를 처리하는 것은 20% 적은 계산 수고를 요구하고, 다시 말하면 시스템 조작자에 상당한 이익을 주는 계산 장치에서 동일한 투자로 10%이상의 더 많은 신호가 처리될 수 있다.At the same time, computer simulations that decode and detect pseudo-random code sequences require that processing these signals in this way requires 20% less computational effort, ie more than 10% with the same investment in a computing device that provides significant benefits to the system operator. More signals can be processed.

다양한 어드레스로 긴 데이터 메시지를 송신 할 때, 메시지들은 응답에 대해 어드레스로 할당된 의사 무작위 코드 시퀀스를 사용하는 상수를 계산 할 수 있는 시스템 제어기에 인식된다. 응답의 종류가 예상되면, 예컨대 "예" 또는 "아니오", 계산 양은 더 적은 수의 상수가 계산되기 때문에 더 감소된다.When sending long data messages to various addresses, the messages are recognized by a system controller capable of calculating constants using pseudo-random code sequences assigned to addresses for responses. If the kind of response is expected, for example "yes" or "no", the amount of calculation is further reduced since fewer constants are calculated.

응답 단계에서, 이러한 상수는 디스프레드하기 위한 "버터플라이" (butterfly) 처리와 FFT에서 사용된다.In the response phase, these constants are used in the "butterfly" process and the FFT to despread.

본 발명의 실시 예에서 수신된 신호에 대한 디지털 버전은 디스프레드 코드와 미리 계산된 상수의 조합을 사용해 동시에 디스프레드되고 검출된다.In an embodiment of the present invention, the digital version of the received signal is simultaneously despread and detected using a combination of the spread code and a precalculated constant.

본 발명은 예에 의해서 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.The invention will be described with reference to the accompanying drawings by way of example.

도 1에서 도시된 시스템은 텔레비전 프로용 대본이나 이메일, 또는 페이징 시스템 같은 상대적으로 긴 데이터 메시지를 송신하기 위한 시스템일 수 있다. 설명에 편의를 위해 본 발명에서는 6.8초의 지속 기간 사이클을 갖는 연결 어드레스 코드 워드와 메시지 코드 워드를 송신하기 위한 규약에 따른, 고도 페이징 동작 코드(APOC)로 출원인에 의해 공지된 프로토콜에 따라서 동작하는 고 성능 페이징 시스템을 참조해 기술 할 것이다. 각 사이클은 다수의 배치(batch), 예컨대 동일한 지속 기간에 대해서는 세 개의 배치를 포함한다. 각 배치는 m 개의 코드 워드로 각기 구성된 n 개의 프레임과 연결된 동기 코드 워드를 포함한다.The system shown in FIG. 1 may be a system for transmitting relatively long data messages, such as television pro scripts, emails, or paging systems. For convenience of description, the present invention operates in accordance with a protocol known by the applicant as an Advanced Paging Action Code (APOC), in accordance with the protocol for transmitting a connection address code word and a message code word with a duration cycle of 6.8 seconds. We will refer to the performance paging system. Each cycle includes multiple batches, for example three batches for the same duration. Each batch includes a sync code word associated with n frames each composed of m code words.

페이징 시스템은 필요에 따라 육상 라인(land line) 이나 다른 적합한 링크로써 연결되는 하나 이상의 기지 스테이션 트랜시버(12)와 연결된 페이징 시스템 제어기(10)를 포함한다. 하나 이상의 기지 스테이션 트랜시버가 구비된 경우는, 트랜시버들은 지형적으로 떨어져 있을 수 있고 준 동기 모드로 동작 할 수 있다.The paging system includes a paging system controller 10 connected with one or more base station transceivers 12 connected as needed by land lines or other suitable links. If more than one base station transceiver is provided, the transceivers may be geographically separated and may operate in quasi-synchronous mode.

트랜시버(12)로부터 송신된 신호를 수신 할 수 있고 트랜시버(12)의 출력 전압보다 상당히 더 낮은 전압, 예컨대 30dB 만큼 낮은 전력으로 승인 신호를 포함하는 제한된 몇몇 형태의 메시지를 송신할 수 있는 트랜시버를 각기 포함하는 선택 호출 수신기 또는 제 2 스테이션 (SS1, SS2)이 제공된다. 메시지는 확산 스펙트럼 신호 형태로, 상세히는 의사 무작위 코드 시퀀스 형태로 송신되는데, 통상적으로 1000분의 1의 정보 속도로 트랜시버(12)에 의해 송신되고 약 104정도 예컨대 비트당 8191의 코드 시퀀스 길이로 송신된다.Each transceiver is capable of receiving a signal transmitted from the transceiver 12 and transmitting some limited form of message including an acknowledgment signal at a power significantly lower than the output voltage of the transceiver 12, such as as low as 30 dB. A selective call receiver or a second station (SS1, SS2) is provided. The message is transmitted in the form of a spread spectrum signal, in particular in the form of a pseudo random code sequence, typically transmitted by the transceiver 12 at an information rate of one thousandth and a code sequence length of about 10 4 , for example 8191 per bit. Is sent.

선택 호출 수신기 또는 제 2 스테이션(SS1, SS2) 에 의한 송신은 페이징 시스템 제어기(10)에 의해 송신된 송신 권유 신호에 응하여 행해진다. 한 실시 예에서 , 제 1 송신 권유 신호에 대한 이해할 수 있게 수신된 응답 신호들은 제 2의 반복 승인 신호에서 승인되어, 승인 신호를 수신하지 못한 이러한 제 2 스테이션 (SS1, SS2)이 응답을 다시 보낼 수 있게 되고 반면에 승인 신호를 수신한 제 2 스테이션들은 그들이 송신한 신호가 페이징 시스템 제어기에 의해 처리된다는 것을 알게 된다.The transmission by the selective call receiver or the second stations SS1 and SS2 is made in response to the transmission solicitation signal transmitted by the paging system controller 10. In one embodiment, the understandably received response signals for the first transmit solicitation signal are acknowledged in the second repetitive acknowledgment signal so that these second stations (SS1, SS2) that have not received the acknowledgment signal will send back a response. On the other hand, the second stations that receive the acknowledgment signal know that the signal they transmit is processed by the paging system controller.

도 2는 명기된 제 2 스테이션에 어드레스된 데이터 메시지를 송신하는 트랜시버(12)에 연결된 시스템 제어기(10)의 배치도이다. 시스템 제어기(10)는 트랜시버(12)의 송신기 부분(12T)을 거쳐 데이터 메시지가 전송되기 위한 입력(18)을 포함한다. 메시지는 저장부(20)에 잠시 저장되었다가 포맷하는 단계(22)로 전송되는데, 포맷하는 단계에서는 어드레스 코드 워드를 메시지에 첨가하고 미리 결정된 길이의 다수의 연결된 코드 워드로 메시지를 분할하는데, 각 코드 워드는 에러 검출/정정 비트 와 선택적으로 짝수 페리티 비트를 포함한다. 어드레스 코드 워드는 저장(24)에 잠시 머무른다. 메모리(28)에 저장된 프로그램에 따라서 시스템 제어기의 기능을 제어하는 프로세서(26)가 제공된다. 프로세서(26)에는 클록/타이머 단계(30), 송신 권유 신호 발생기(32), 및 나중에 설명 될 테지만, 응답 신호를 디코드하고 검출할 때 사용되는 미리 산출된 상수를 저장하는 저장(34)이 연결된다. 저장(20)에서의 데이터 메시지가 일단 단계(22)에서 포맷이 되면, 프로세서(26)는 메시지가 송신기 부분(12T)에 의해 전송되게 한다. 데이터 메시지를 포맷하는 것은 임의의 공지된 메시지 포맷, 예컨대 APOC, CCIR 라디오 페이징 코드 번호 1(POCSAG로 달리 공지된) 또는 공지되었거나 아직 개정되어야 할 다른 신호 포맷에 따른다. 일단 메시지가 송신되면, 프로세서는 단계(32)에서 발생된 송신 권유 응답 신호를 송신하기 위해 준비한다.2 is a layout diagram of a system controller 10 connected to a transceiver 12 that transmits an addressed data message to a specified second station. System controller 10 includes an input 18 for transmitting a data message via transmitter portion 12T of transceiver 12. The message is stored in storage 20 for a moment and then sent to format 22, where the address code word is added to the message and the message is divided into a plurality of concatenated code words of predetermined length, The code word contains error detection / correction bits and optionally even parity bits. The address code word stays in storage 24 momentarily. A processor 26 is provided that controls the function of the system controller in accordance with a program stored in the memory 28. The processor 26 is connected to a clock / timer step 30, a transmit solicitation signal generator 32, and a storage 34 that stores a pre-calculated constant used when decoding and detecting a response signal, which will be described later. do. Once the data message in storage 20 is formatted in step 22, processor 26 causes the message to be sent by transmitter portion 12T. Formatting a data message is in accordance with any known message format, such as APOC, CCIR Radio Paging Code No. 1 (otherwise known as POCSAG) or other signal format known or yet to be revised. Once the message is sent, the processor prepares to transmit the transmit solicitation signal generated in step 32.

송신 권유 신호의 송신을 처리한 다음에, 프로세서(26)는 트랜시버(12)를 수신하도록 스위치하며, 트랜시버(12)의 수신 부분(12R)에 의해 수신된 신호를 받아들일 준비를 하는데, 하나 또는 각각의 제 2 스테이션에 대한 아웃 바운드 전파 경로는 실질적으로 인 바운드 전파 경로와 거의 동일하다. 의사 무작위 코드 시퀀스 형태로 보내진 응답 신호 각각을 구별하기 위해, 각각의 코드 시퀀스가 동시에 디스프레드 되고 나중에 설명되는 바와 같이 응답 메시지가 검출된다.After processing the transmission of the transmit solicitation signal, the processor 26 switches to receive the transceiver 12 and prepares to accept the signal received by the receiving portion 12R of the transceiver 12, one or The outbound propagation path for each second station is substantially the same as the inbound propagation path. To distinguish each of the response signals sent in the form of a pseudo random code sequence, each code sequence is despread simultaneously and a response message is detected as described later.

수신기 부분(12R)의 출력은 마이크로프로세서(26)에 연결된 출력을 구비한 아날로그-디지털(13) 변환기에 접속된다. 응답 저장(27)은 임의의 적합한 수단, 예컨대 이메일, 으로 수신 희망자에게 전달하기를 기다리고 있는 검출된 응답을 저장하기 위해 마이크로프로세서와 접속된다.The output of the receiver portion 12R is connected to an analog-to-digital 13 converter with an output connected to the microprocessor 26. The response store 27 is connected with a microprocessor to store the detected response awaiting delivery to the intended recipient by any suitable means, such as an email.

도 3은 송신 권유 신호에 대한 응답을 의사 무작위 코드 시퀀스 형태로 송신하는 성능을 구비한 제 2 스테이션 (SS)의 개략 블록도이다. 제 2 스테이션(SS)은 수신기 단계(38)에 접속되는 안테나(36)를 포함한다. 수신기 단계(38)의 출력은 디코더(40)의 입력에 접속된다. 마이크로 컨트롤러(42)는 디코더(40)의 출력에 접속되어 ROM(44)에 잠시 머물고 있는 프로그램에 따라 제 2 스테이션의 동작을 제어한다. 마이크로 컨트롤러(42)는 청각, 시각 및/또는 감각적일 수 있는 표시 수단(46)과, 키패드(48), 데이터 출력 수단 예컨대, LCD 판 (52)에 접속된 LCD 구동 장치(50), 및 수신되어서 디코드된 임의의 메시지를 저장하는 임의 접근 메모리(RAM)(56)에 접속된 입력/출력을 구비한다.3 is a schematic block diagram of a second station (SS) having the capability of transmitting a response to a transmission solicitation signal in the form of a pseudo random code sequence. The second station SS comprises an antenna 36 connected to the receiver stage 38. The output of the receiver stage 38 is connected to the input of the decoder 40. The microcontroller 42 is connected to the output of the decoder 40 and controls the operation of the second station in accordance with a program that stays in the ROM 44 for a while. The microcontroller 42 has a display means 46 which can be audible, visual and / or sensory, a keypad 48, an LCD drive device 50 connected to a data output means such as an LCD plate 52, and a receiver. And an input / output connected to a random access memory (RAM) 56 which stores any decoded message.

동작할 때에, 수신기 단계(38)는 제 2 스테이션(SS)에 의해 시행되는 특별한 배터리 절약 프로코콜에 응하여 전원 공급받는다. 선택적으로, 디코더(40)와 마이크로 컨트롤러(42)는 요구되지 않을 때 " 활동 중지" 될 수 있고, 마이크로프로세서(42)는 내부 타이머(도시되지 않음)나 인터럽트 신호에 의해 "활동 개시" 될 수 있고, 상기와 같이 함으로써 적절하게 어드레스 코드 워드가 제 2 스테이션의 다른 단계를 활동 개시 할 수 있다. 제 2 스테이션에 할당되거나 메시지를 보내기 위한 송신 권유가 제 1 스테이션에 할당되는 가를 알아보기 위해, 어드레스 코드 워드가 수신될 때, 복조 되고, 디코드 되고, 에러 교정 및 체크된다. 제 2 스테이션에 할당된 어드레스 코드 워드가 마이크로 컨트롤러(42)의 프로그래밍에 따른다고 가정하면, 표시 수단(46)은 사용자에게 호출이 이미 수신되었다고 하는 것을 알려 주기 위해 동작 될 수 있다. 그렇지만 사용자가 작동에 의해 하나의 키나 키패드(48)의 키들이 표시 수단의 하나 또는 그 이상의 출력 장치 동작을 제지할 수 있다. 어드레스 코드 워드와 동일한 데이터 전송률을 갖는 짧은 메시지가 페이징 호출과 연결되고 그 다음에 일단 디코딩 되고 또한 에러 체크/교정되면, 마이크로 컨트롤러(42)는 RAM(56)에 디코드된 메시지를 저장한다. 키패드(48)의 하나의 키나 여러 개의 키들의 작동에 의해서, 사용자는 마이크로 컨트롤러(42)에게 RAM(56)으로부터의 메시지를 스크린(52)상에 메시지를 디스플레이 하는 LCD 구동 장치(50)측으로 판독하라는 명령을 할 수 있다. 지금 까지 기술한 동작은 POCSAG 표준에 순응하는 많은 문자 숫자식 메시지 페이저의 전형이다.In operation, the receiver stage 38 is powered in response to a special battery saving protocol enforced by the second station SS. Optionally, decoder 40 and microcontroller 42 may be "suspended" when not required, and microprocessor 42 may be "initiated" by an internal timer (not shown) or interrupt signal. By doing so, the address code word can start another step of the second station as appropriate. When an address code word is received, it is demodulated, decoded, error corrected, and checked to see if a transmission recommendation is assigned to the second station or to the first station for sending a message. Assuming that the address code word assigned to the second station is in accordance with the programming of the microcontroller 42, the display means 46 can be operated to inform the user that the call has already been received. However, by operation, the user can restrain the operation of one or more output devices of the display means by one key or keys on the keypad 48. Once the short message with the same data rate as the address code word is associated with the paging call and then decoded and also error checked / corrected, microcontroller 42 stores the decoded message in RAM 56. By operation of one key of the keypad 48 or several keys, the user reads the message from the RAM 56 to the LCD drive unit 50 which displays the message on the screen 52 to the microcontroller 42. Can be ordered. The behavior described so far is typical of many alphanumeric message pagers that conform to the POCSAG standard.

도시된 제 2 스테이션 SS는 저 전력 송신기(58)를 포함하는데, 승인 및/또는 짧은 메시지는 상기 저 전력 송신기에 의하여 하나 또는 임의의 범위(in range)내에 있는 기지 스테이션 트랜시버에 전송될 수 있다. 실제 승인 신호나 메시지는 마이크로 컨트롤러(42)에 의해 발생되고, 확산 스펙트럼 신호 형태로 송신된다. 하나 또는 다수의 준 직교성 의사 무작위 코드 시퀀스는 단계(60)에서 저장되거나 발생 될 수 있다. 마이크로 컨트롤러(42)는 송신기(58)에 접속되는 단계(60)로부터 선택되거나 발생된 코드 시퀀스의 판독을 제어한다. 코드 시퀀스는 선택되거나 발생된 시퀀스의 타임-시프트(time shift)된 버전이 될 수 있다. 코드 시퀀스는 다음에 제시되는 바와 같이 제 2 스테이션의 신원, 및/또는 수신된 메시지의 수, 및/또는 코드 응답을 나타낼 수 있다.The second station SS shown includes a low power transmitter 58 where an acknowledgment and / or short message may be sent by the low power transmitter to a base station transceiver that is within one or any range. The actual acknowledgment signal or message is generated by the microcontroller 42 and transmitted in the form of a spread spectrum signal. One or multiple quasi-orthogonal pseudo-random code sequences may be stored or generated in step 60. The microcontroller 42 controls the reading of the code sequence selected or generated from step 60 that is connected to the transmitter 58. The code sequence may be a time shifted version of the selected or generated sequence. The code sequence may indicate the identity of the second station, and / or the number of messages received, and / or the code response, as shown below.

코드 시퀀스 1 - 등록만을 하기 위한 영역 내의 제 2 스테이션.Code Sequence 1-Second station in the area for registration only.

코드 시퀀스 2 - 수신된 마지막 메시지.Code Sequence 2-Last message received.

코드 시퀀스 3 - 메시지(들) 판독.Code Sequence 3-Read Message (s).

코드 시퀀스 4 - "예"라고 응답.Code Sequence 4-Answer "Yes".

코드 시퀀스 5 - "아니오"라고 응답.Code Sequence 5-Answer "No".

코드 시퀀스 6 - 마지막 메시지 다시 보냄.Code Sequence 6-Resend last message.

실제상에서, 일련의 메시지는 서로 다른 제 2 스테이션에 점 대 점 전송 방식으로 연속적으로 송신되고, 응답이 요구되는 경우에 가능한 응답의 수는 달라 질 수 있다. 결과적으로 시스템 제어기(10)(도 1과 도2)에서 수신된 신호를 디코드하고 검출하기 위한 계산량은 상당히 많게된다.In practice, a series of messages are transmitted continuously in a point-to-point transmission manner to different second stations, and the number of possible responses may vary if a response is required. As a result, the amount of computation for decoding and detecting the signal received at the system controller 10 (FIGS. 1 and 2) becomes quite large.

본 발명에 따르면, ADC 13(도 2)으로부터 디지털화된 신호는 마이크로프로세서(26)에서 의사 무작위 코드 시퀀스 각각을 디코드하고 검출하는 처리를 하고, 또한 동시에 응답 신호가 응답 저장(27)으로 진행하기 전에 수신자의 신원을 부여하는 처리를 한다. 이전에 의사 무작위 코드 시퀀스의 검출과 디스프레드 하는 것은 두 불연속 동작에 의해 수행되고, 두 동작 중 첫째는 시퀀스를 디스프레드 하는 것이고 두 번째는 검출을 위한 푸리에 변환 분석을 시행하는 것이다. 이러한 두 불연속 동작을 실행하는 것은 계산 집약적인 것이다. 본 발명은 처리 시간을 줄이기 위하여 푸리에 변환으로 시퀀스를 디스프레드 함으로써 처리를 간단하게 한다.According to the present invention, the digitized signal from ADC 13 (FIG. 2) is subjected to a process of decoding and detecting each pseudo random code sequence in the microprocessor 26, and at the same time before the response signal proceeds to the response storage 27. Process to identify the recipient. Previously, the detection and despreading of pseudorandom code sequences is performed by two discrete operations, the first of which is to despread the sequence and the second to perform Fourier transform analysis for detection. Performing these two discrete operations is computationally intensive. The present invention simplifies the process by despreading the sequence with a Fourier transform to reduce processing time.

푸리에 변환(FT)은 매우 강력한 시간 영역 신호의 주파수 스펙트럼을 분석하는데 사용될 수 있고 다른 신호, 즉 잡음(noise)이 있어도 신호를 검출하는 근거를 제공하는 매우 강력한 수학적 수단이다. 이론적 실행은 시간에서 무한히 연속하는 신호의 분석을 의미한다. 마이크로프로세서(26)는 숫자로 나타낸 시간 영역 표본의 형태로 아날로그 신호 표시를 기록하고 따라서 상기 변환은 유한 길이의 이산 푸리에 변환(DFT) 형태로 실행될 수 있다. 컴퓨터에 의해 착수된 다량의 계산을 최소화하기 위해 DFT의 대칭 특성을 이용하여 이산 푸리에 변환을 다수 개의 2 포인트 DFT로 감소시킬 수 있다. 최소의 2 포인트 DFT 동작은 "버터플라이"로 알려졌고 "버터플라이들"을 이용해 완전하게 실행된 변환은 고속 푸리에 변환(FFT)으로 알려졌다. 그러므로 FFT는 2 포인트 DFT의 모음을 포함하는 DFT의 수학적 실행이다. 다수의 코드 시퀀스에서 개개의 의사 무작위 코드 시퀀스의 검출은 잠재적으로 수행 되야 할 다수의 FFT를 요구하는데, FFT의 수는 디스프레드와 검출 처리의 효율적 실행으로 줄일 수 있다. 도 4는 시간(DIT) FFT 버터플라이 계산에서의 단순화된 기수2(Radix 2) 추림(decimation)을 도시하는데 여기서 P 와 Q는 입력 변수고 Wk N은 때로는 "진동 인자"(twiddle factor)로 알려진 상수다.Fourier transforms (FTs) can be used to analyze the frequency spectrum of very powerful time-domain signals and are very powerful mathematical means that provide a basis for detecting a signal even in the presence of other signals. Theoretical implementation refers to the analysis of an infinitely continuous signal in time. Microprocessor 26 records the analog signal representation in the form of a numerically time-domain sample so that the transformation can be performed in the form of a finite length Discrete Fourier Transform (DFT). To minimize the large amount of computations undertaken by the computer, the Discrete Fourier Transform can be reduced to multiple two point DFTs using the symmetry properties of the DFT. The minimum two-point DFT operation is known as the "butterfly", and the transform that is completely performed using the "butterfly" is known as the fast Fourier transform (FFT). Therefore, the FFT is a mathematical implementation of a DFT that contains a collection of two point DFTs. The detection of individual pseudo-random code sequences in multiple code sequences potentially requires multiple FFTs to be performed, the number of FFTs being reduced by the efficient execution of the spread and detection processes. Figure 4 shows a simplified Radix 2 deduction in the time (DIT) FFT butterfly calculation, where P and Q are input variables and W k N is sometimes referred to as a "twiddle factor". It is a known constant.

각 버터플라이 계산은 곱셈과 데이터 재배치로 구성된다. 곱셈 처리용 진동 인자(또는 상수)는 미리 계산되고 탐색 테이블에 저장되어 있다.Each butterfly calculation consists of multiplication and data relocation. The vibration factor (or constant) for the multiplication process is precomputed and stored in the lookup table.

2 포인트 DFT(버터플라이)의 실행 중 한 부분은 삼각 함수(사인 함수 또는 코사인 함수)로부터 유도된 상수( 또는 진동 인자)에 데이터를 곱하는 단계를 포함한다. 이러한 상수는 FFT의 전체 길이에 따라 결정된다. 속도를 위해서, 이러한 상수는 종종 미리 계산되고 마이크로프로세서(26)의 한 부분을 이루거나 접속된 저장(34)에 저장된다. 도 5는 8 포인트 FFT의 실행을 도시하는데, 디스프레드 코드는 FFT 내의 제 1 일련의 2 포인트 DFT 용 미리 계산된 상수와 결합되어서 디스프레드 및 검출 알고리듬의 계산상의 복잡성을 줄일 수 있게된다. 게다가 , 윈도우 즉 스케일링 함수는 추가 계산 없이 알고리듬의 기능성을 더 증가시키기 위해 미리 계산된 상수 내에 포함되어 있을 수 있다. 디스프레드/FFT 동작은 처리 속도를 증가시키기 위해서 예컨대 4 나 8과 같이 더 높은 기수의 버터플라이를 사용해 실행될 수 있다. 기수의 선택은 FFT의 길이에 따른다.One portion of the execution of a two point DFT (butterfly) involves multiplying the data by a constant (or vibration factor) derived from a trigonometric function (sine function or cosine function). This constant is determined by the overall length of the FFT. For speed, these constants are often precomputed and stored in the storage 34 as part of or connected to the microprocessor 26. 5 illustrates the execution of an eight point FFT, where the spread code is combined with a precomputed constant for the first series of two point DFTs in the FFT to reduce the computational complexity of the spread and detection algorithm. In addition, a window, or scaling function, may be included in the precalculated constants to further increase the functionality of the algorithm without further calculation. The despread / FFT operation can be performed using a higher odd butterfly, such as 4 or 8, to increase processing speed. The choice of base depends on the length of the FFT.

도 5에서 도시된 FFT의 실행은 4 개의 첫 번째 곱셈기 세트 (62, 64, 66, 및 68)를 포함하는데 여기서 실수값 X(0), X(4); X(1), X(5); X(2), X(6) 및 X(3), X(7)를 각각 포함하는 입력 변수 쌍들이 화살표(70)로 지시된 진동 인자와 결합된 디스프레드 코드와 함께 적용된다. 상세히는 변수 X(0)에서 X(7)는 수신된 아날로그 의사 무작위 코드 시퀀스의 디지털 표시를 포함하고 디스프레드 코드는 발생된 컴퓨터가 생성한 코드인 칩 시퀀스(chip sequence)나 메모리로부터 판독된 코드이다. 다른 세트의 곱셈기들( 72, 74, 76, 및 78)은 상기 두 개의 입력이 어떤 때는 곱셈기(62, 64, 62, 64)측으로 각각 연결되고, 또 다른 때는 곱셈기(66, 68, 66, 68)측으로 각각 연결되는 두 개의 입력을 구비하여 제공되어 있다. 일반적인 진동 인자는 화살표(80)로 지시된 바와 같이 상기의 곱셈기들에 적용된다. 또 다른 세트의 곱셈기들(82, 84, 86, 및 88)은 상기 두 개의 입력이 어떤 때는 곱셈기(72, 72, 76, 76)측으로 각각 연결되고, 또 다른 때는 곱셈기(74, 74, 78, 78)측으로 각각 연결되는 두 개의 입력을 구비하여 제공되어 있다. 곱셈기의 출력(82, 84, 86, 및 88)은 각각 실수 X(0), X(4), X(2), X(6), X(1), X(5), X(3), 및 X(7)를 포함한다.The execution of the FFT shown in FIG. 5 includes four first multiplier sets 62, 64, 66, and 68, where the real values X (0), X (4); X (1), X (5); Input variable pairs comprising X (2), X (6) and X (3), X (7), respectively, are applied with the spread code combined with the vibration factor indicated by arrow 70. Specifically, the variables X (0) to X (7) contain a digital representation of the received analog pseudo-random code sequence and the despread code is a chip sequence or code read from memory, which is a generated computer generated code. to be. The other sets of multipliers 72, 74, 76, and 78 are such that the two inputs are sometimes connected to multipliers 62, 64, 62 and 64, respectively, and the multipliers 66, 68, 66 and 68 respectively. It is provided with two inputs each connected to the side. The general vibration factor is applied to the multipliers above, as indicated by arrow 80. Another set of multipliers 82, 84, 86, and 88 are the two inputs sometimes connected to multipliers 72, 72, 76, 76, respectively, and the other times multipliers 74, 74, 78, It is provided with two inputs each connected to 78). The outputs 82, 84, 86, and 88 of the multiplier are real X (0), X (4), X (2), X (6), X (1), X (5), and X (3), respectively. , And X (7).

도 6은 FFT의 출력을 도시하는데, FFT의 출력은 성공적으로 디스프레드한 신호를 나타내는 실수 에 의해 형성되는 스펙트럼을 포함한다. 피크(peak)는 주파수 신호에서 발생한다. 마이크로프로세서(26)가 자기가 생성했거나 선택된 디스프레드 코드를 인식하기 때문에, 응답의 종류를 결정할 수 있고 메시지 개시자가 응답되고 응답을 개시자 에게 전달할 수 있다.6 shows the output of the FFT, which includes a spectrum formed by a real number representing a successfully despread signal. Peaks occur in the frequency signal. Since the microprocessor 26 recognizes the generated or selected spread code, it can determine the type of response and the message initiator can respond and deliver the response to the initiator.

완결을 하기 위해서, 신호가 성공적으로 디스프레드 되지 않았다면, 스펙트럼은 잡음을 나타내고 뚜렷한 피크를 갖지 않게 된다.For the sake of completeness, if the signal was not successfully despread, the spectrum would be noisy and have no distinct peaks.

현재 개시된 명세서를 읽음으로써 또 다른 변형은 당업자에게 분명한 것이다. 이러한 변형은 본 발명은 제공된 예에 제한을 두지 않는다는 것이 당업자에게는 분명할 것이다. 이러한 변형은 통신 시스템과 구성 부분의 설계, 제작 및 사용에서 이미 공지된 것이고, 이는 여기서 이미 기술된 특징을 대시하거나 추가해 사용될 수 도 있다.Still further modifications will be apparent to those skilled in the art upon reading the presently disclosed specification. Such modifications will be apparent to those skilled in the art that the invention is not limited to the examples provided. Such variations are already known in the design, manufacture and use of communication systems and components, which may be used here to dash or add to the features already described.

본 발명은 셀룰러 전화 시스템, 휴대용 디지털 처리 장치 및 디지털 페이징 시스템과 같은 원격 통신 시스템에 사용 될 수 있다.,The present invention can be used in telecommunication systems such as cellular telephone systems, portable digital processing devices and digital paging systems.

Claims (8)

송신 및 수신 수단을 포함하는 제 1 스테이션(primary station)과, 상기 송신 수단에 의해 송신되어지는 메시지를 포맷하는 수단과, 하나 또는 그 이상의 제 2 스테이션(secondary station)을 구비한 통신 시스템에 있어서,A communication system comprising a primary station comprising transmission and reception means, means for formatting a message transmitted by the transmission means, and one or more secondary stations, 상기 제 2 스테이션의 각각은 상기 제 1 스테이션으로부터 메시지를 수신하기 위한 수신 수단과 신호를 의사 무작위 코드 시퀀스로서 전송하는 수단을 포함하며, 상기 제 1 스테이션에 상기 수신용 수단은 수신과 동시에 상기 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스(pseudo-random code sequence)를 각기 검출하고 디코딩 할 수 있도록 조정 되어있는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.Each of the second stations includes receiving means for receiving a message from the first station and means for transmitting a signal as a pseudo random code sequence, wherein the receiving means for the first station is configured to receive the received signal at the same time as the receiving. A communication system characterized by being adapted to detect and decode pseudo-random code sequences, respectively. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스테이션에 있는 상기 수신용 수단은 상기 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스를 미리 정한 순서 코드로 곱셈을 함으로써 일련의 곱셈 처리와 데이터 재배치 동작을 함께 달성하는 수단으로서의 고속 푸리에 변환을 실행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.2. A fast Fourier transform as set forth in claim 1, wherein said receiving means at said first station multiplies said received pseudo-random code sequence by a predetermined sequence code to achieve a series of multiplication processing and data relocation operations together. Means for executing a communication system. 제 2항에 있어서, 곱셈 연산용 계수는 탐색 테이블(look-up table)에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.3. A communication system according to claim 2, wherein the coefficients for the multiplication operation are stored in a look-up table. 적어도 상기 제 1 스테이션과 의사 무작위 코드 시퀀스 형태로 신호를 송신하는 수단을 구비하는 하나 이상의 제 2 스테이션을 포함하는 통신 시스템에 사용하기 위한 제 1 스테이션에 있어서,18. A first station for use in a communication system comprising at least one second station having at least said first station and means for transmitting a signal in the form of a pseudo random code sequence; 상기 제 1 스테이션은 송신 수신 수단과, 송신 수단에 의해 송신된 메시지를 포맷하기 위한 수단을 포함하며, 상기 수신 수단은 다수의 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스를 각각 수신하고, 디코드하며 동시에 검출하기 위해 채택되는 것을 특징으로 하는 제 1 스테이션.The first station comprises a transmitting receiving means and means for formatting a message transmitted by the transmitting means, wherein the receiving means is adapted to receive, decode and simultaneously detect a plurality of received pseudo random code sequences, respectively. And a first station. 제 4항에 있어서, 상기 수신 수단은 상기 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스를 미리 정한 순서 코드로 곱셈을 함으로써 일련의 곱셈 처리와 데이터 재배치 동작을 함께 달성하는 수단으로서의 고속 푸리에 변환을 실행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 스테이션.5. The apparatus of claim 4, wherein said receiving means includes means for performing a fast Fourier transform as a means for simultaneously achieving a series of multiplication processing and data relocation operations by multiplying said received pseudo random code sequence by a predetermined sequence code. And a first station. 제 5항에 있어서, 곱셈 연산용 계수는 탐색 테이블에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 제 1 스테이션.6. The first station of claim 5, wherein the coefficients for the multiplication operation are stored in a lookup table. 다수 개의 거의 동시에 발생하는 서로 다른 의사 무작위 코드 시퀀스 신호를 각기 구별하는 방법에 있어서,In the method of distinguishing a plurality of different pseudo-random code sequence signals which occur almost simultaneously, 상기 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스를 검출하고 동시에 디스프레드(despread)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Detecting and simultaneously spreading the received pseudo-random code sequence. 제 7항에 있어서, 상기 동시에 디스프레드 하고 탐색하는 단계는 상기 수신된 의사 무작위 코드 시퀀스를 미리 정한 순서 코드로 곱셈을 함으로써 일련의 곱셈 처리와 데이터 재배치를 시퀀스의 곱셈 형태로 고속 푸리에 변환을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, wherein the simultaneously spreading and searching comprises multiplying the received pseudo-random code sequence by a predetermined sequence code to perform a fast Fourier transform in the form of multiplication of the sequence and the multiplication process. And comprising a step.
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